精品解析：陕西省西安市铁一中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题

2024—2025—1高二年级期中考试 物理试卷 时间：75分钟　满分：100分 一、选择题：本题共10小题，共46分。（在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 下列关于波的干涉、衍射及多普勒效应的说法中正确的是（ ） A. 机械波的波长越短、障碍物或孔的尺寸越大，衍射现象越明显 B. 出现干涉现象时，振动加强点始终位于波峰或波谷 C. 出现干涉现象时，振动加强点某时刻的位移可能为零 D. 当波源和观察者靠近时，波源频率不变，观察者接收到的频率一定比波源频率小 2. 如图甲所示，弹簧下端连接一重物，上端固定在水平转动轴的弯曲处，转动摇杆即可驱动重物上下振动。弹簧和重物组成的系统可视为弹簧振子，已知弹簧振子做简谐运动的周期，其中k为弹簧的劲度系数，m为重物质量。现改变摇杆转动频率，得到重物的振幅随摇杆转动频率变化的图像，如图乙所示。则该重物的质量为（　　） A. B. C. D. 3. 手持软绳的一端点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，、为绳上的两点。时点由平衡位置出发开始振动，时刻点刚要开始振动，此时绳上间形成如图所示的波形（点之后未画出）。下列说法正确的是（　　） A. 点起振方向向上 B. 点在向右运动 C. 时刻点运动方向向上 D. 时刻点刚好完成1次全振动 4. 用水枪喷水是儿童喜欢的游戏，但是如果使用的玩具水枪冲击力较强，也有可能对儿童造成伤害。新闻曾多次报道有儿童眼睛被玩具水枪射伤的案例，所以儿童玩具水枪设计、制作的厂家必须控制水枪的冲击力，使水枪严格符合产品质量标准。设水枪喷水口的半径为r，刚从喷水口射出的水流水平垂直打到竖直放置的一块木板后不反弹，测得水流对竖直木板的平均冲力大小为F，已知水的密度为ρ，则喷水口的出水速度v为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一质量为m的小球从距A点正上方R处由静止释放，小球由A点沿切线方向进入半圆轨道后又从B点冲出，已知半圆弧半径为R，小车质量是小球质量的k倍，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 在相互作用过程中小球和小车组成的系统动量守恒 B. 小球从小车的B点冲出后，不能上升到刚释放时的高度 C. 小球从滑入轨道至圆弧轨道的最低点时，车的位移大小为 D. 小球从滑入轨道至圆弧轨道的最低点时，小球水平方向的位移大小为 6. 将粗细均匀的筷子一头缠上铁丝竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示，把筷子向下缓慢按压1cm后放手，忽略运动阻力，筷子的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.5s。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示。对于筷子，下列说法正确的是（　　） A 位移满足函数式（cm） B. 回复力是浮力 C. 在t1~t2时间内，位移减小，速度减小，加速度增大 D. 振动过程中筷子的机械能守恒 7. 如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从两侧同时射入木块，木块始终保持静止，子弹A射入木块深度是B的2倍。假设木块对子弹阻力大小恒定，则下列说法正确的是（　　） A. 子弹A的质量是子弹B的质量的2倍 B. 子弹A的初动量是子弹B的初动量大小的2倍 C. 若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则木块不会始终保持静止 D. 若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则子弹A射入木块的深度仍是子弹B的2倍 8. 弹簧振子做机械振动，若从平衡位置O开始计时，经过0.3 s时，振子第一次经过P点，又经过了0.2 s，振子第二次经过P点，则到该振子第三次经过P点可能还需要多长时间（　　） A. s B. 1.0 s C. 0.4 s D. 1.4 s 9. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（　　） A. 在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都处于伸长状态 B. 从t3到t4时刻弹簧由伸长状态恢复到原长 C. 两物体的质量之比为 D. 在t2时刻A与B的动能之比为 10. 一列简谐横波沿轴传播，在时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为 B. 该波沿轴负方向传播 C. 质点P的平衡位置位于处 D. 从开始，质点P比质点N早回到平衡位置 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学先测得摆线长为89.2cm，摆球的直径如图甲所示，然后用秒表记录了单摆做30次全振动的时间。 （1）该摆球的直径为_________mm。 （2）如果该同学测得的g值偏大，可能的原因是（　　） A. 计算摆长时是将摆线长度加上摆球的直径 B 开始计时时，秒表过早按下 C. 摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了 D. 实验中误将29次全振动数为30次 （3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l，测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数值，再以l为横坐标，为纵坐标，将所得数据连成直线如图乙所示，则测得的重力加速度g=______m/s2（取π=3.14，结果保留三位有效数字）。 12. (1)甲同学用如图(a)所示的装置来验证动量守恒定律。 ①实验中质量为m1的入射小球和质量为m2的被碰小球的质量关系是m1______m2（选填“大于” “等于”或“小于”）； ②图(a)中O点是小球抛出点在地面上的投影。实验时，先将入射小球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量水平射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复本操作。接下来要完成的必要步骤是______；（填选项前的字母） A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放的高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别通过画最小的圆找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量水平射程OM、ON ③若两球相碰前、后的动量守恒，其表达式可表示为______（用②中测量的量表示）。 (2)乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置改成如图(b)所示。将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中小球1、小球2与木条的撞击点。实验时先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射小球1从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′；然后将木条平移到图中所示位置，入射小球1从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P；再将入射小球1从斜轨上起始位置由静止释放，与小球2相撞，撞击点为M和N，测得B′与N、P、M各点的高度差分别为h1、h2、h3。只要满足关系式______，则说明碰撞中动量是守恒的；只要再满足关系式______，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞（用所测物理量的字母表示）。 三、解答题（写出必要的解答过程。共38分） 13. 一列简谐横波沿轴传播，如图所示的实线和虚线分别为和时的波形图。 （1）写出这列波可能的传播速度表达式； （2）若已知波速为，试判断这列波的传播方向； （3）若平衡位置在处的质点，在0到时间内速度方向不变，求这列波的传播速度。 14. 将一个力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力．图甲中O点为单摆的固定悬点．现将一个质量为m=0.05kg的小摆球（可视为质点）拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球后，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，∠AOB=∠COB=θ，θ小于5°且是未知量．由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，且图中t=O时刻为摆球从A点开始运动的时刻．重力加速度g=10 m/s2试根据力学规律和题中所给的信息求： （1）单摆的振动周期和摆长： （2）摆球运动过程中的最大速度： （3）细线对摆球拉力的最小值． 15. 如图所示，在光滑的水平面上有三个小物块A、B、C，三者处于同一直线上，质量分别为mA=3m、mB=m、mC=m，初始A、B用轻弹簧拴连处于静止状态，C以初速度v0向左运动，B、C相碰时间极短，之后以相同速度向左运动但不粘连，求： （1）B、C相碰后速度大小； （2）弹簧压缩量最大时储存的弹性势能Ep1； （3）弹簧伸长量最大时储存的弹性势能Ep2。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024—2025—1高二年级期中考试 物理试卷 时间：75分钟　满分：100分 一、选择题：本题共10小题，共46分。（在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 下列关于波的干涉、衍射及多普勒效应的说法中正确的是（ ） A. 机械波的波长越短、障碍物或孔的尺寸越大，衍射现象越明显 B. 出现干涉现象时，振动加强点始终位于波峰或波谷 C. 出现干涉现象时，振动加强点某时刻的位移可能为零 D. 当波源和观察者靠近时，波源频率不变，观察者接收到的频率一定比波源频率小 【答案】C 【解析】 【详解】A．机械波的波长越大，障碍物或孔的尺寸越小，衍射现象越明显，A错误； BC．出现稳定的干涉现象时，振动加强点的振动幅度变大，位移是变化的，某时刻的位移可能为零，B错误，C正确； D．当波源和观察者靠近时，波源频率不变，观察者接收的频率增加，是多普勒效应，D错误。 故选C。 2. 如图甲所示，弹簧下端连接一重物，上端固定在水平转动轴的弯曲处，转动摇杆即可驱动重物上下振动。弹簧和重物组成的系统可视为弹簧振子，已知弹簧振子做简谐运动的周期，其中k为弹簧的劲度系数，m为重物质量。现改变摇杆转动频率，得到重物的振幅随摇杆转动频率变化的图像，如图乙所示。则该重物的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由图可知，重物做简谐振动的固有频率为f0，则根据 可得 故选A。 3. 手持软绳一端点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，、为绳上的两点。时点由平衡位置出发开始振动，时刻点刚要开始振动，此时绳上间形成如图所示的波形（点之后未画出）。下列说法正确的是（　　） A. 点的起振方向向上 B. 点在向右运动 C. 时刻点运动方向向上 D. 时刻点刚好完成1次全振动 【答案】A 【解析】 【详解】A．因为时刻Q点刚要开始振动，此时Q的状态与O点刚起振时相同，由于波的传播方向是从O到Q，根据同侧法可知，Q点的起振方向向上，即O点运动方向向上，故A正确； B．P点在平衡位置上下振动，不会随波迁移，故B错误； C．由于波的传播方向是从O到Q，根据同侧法可知，时刻点运动方向向下，故C错误； D．根据图像可知，P点与Q点间隔半个波长，因此时刻P点振动了半个周期，还未完成1次全振动，故D错误。 故选A。 4. 用水枪喷水是儿童喜欢的游戏，但是如果使用的玩具水枪冲击力较强，也有可能对儿童造成伤害。新闻曾多次报道有儿童眼睛被玩具水枪射伤的案例，所以儿童玩具水枪设计、制作的厂家必须控制水枪的冲击力，使水枪严格符合产品质量标准。设水枪喷水口的半径为r，刚从喷水口射出的水流水平垂直打到竖直放置的一块木板后不反弹，测得水流对竖直木板的平均冲力大小为F，已知水的密度为ρ，则喷水口的出水速度v为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设短时间t内喷出的水柱的质量为m，即 由动量定理得 即 解得 故选A。 5. 如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一质量为m的小球从距A点正上方R处由静止释放，小球由A点沿切线方向进入半圆轨道后又从B点冲出，已知半圆弧半径为R，小车质量是小球质量的k倍，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 在相互作用过程中小球和小车组成的系统动量守恒 B. 小球从小车的B点冲出后，不能上升到刚释放时的高度 C. 小球从滑入轨道至圆弧轨道的最低点时，车的位移大小为 D. 小球从滑入轨道至圆弧轨道的最低点时，小球水平方向的位移大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球与小车组成的系统仅在水平方向不受外力，即只是水平方向系统动量守恒，故A错误； B．因为系统水平方向总动量保持为零，则小球由B点离开小车时小车速度为零，小球竖直上跑，由机械能守恒定律知小球从小车的B点冲出后，能上升到刚释放时的高度，故B错误； CD．由人船模型结论可得：车的位移 小球水平方向的位移 故D正确，C错误。 故选D。 6. 将粗细均匀的筷子一头缠上铁丝竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示，把筷子向下缓慢按压1cm后放手，忽略运动阻力，筷子的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.5s。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示。对于筷子，下列说法正确的是（　　） A. 位移满足函数式（cm） B. 回复力是浮力 C. 在t1~t2时间内，位移减小，速度减小，加速度增大 D. 振动过程中筷子的机械能守恒 【答案】A 【解析】 【详解】A．振动周期为0.5s，则圆频率为 依题意，A=4cm，t=0时 结合t=0时刻筷子振动的方向向下，可知 则筷子的振动方程为 （cm） 故A正确； B．回复力是浮力和重力的合力。故B错误； C．由图可知，在t1~t2时间内，位移减小，根据 易知加速度减小，该段时间内筷子向着平衡位置做加速运动，所以速度增大。故C错误； D．筷子在做简谐运动过程中，液体的浮力对筷子做功，所以筷子的机械能不守恒。故D错误。故选A。 7. 如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从两侧同时射入木块，木块始终保持静止，子弹A射入木块的深度是B的2倍。假设木块对子弹阻力大小恒定，则下列说法正确的是（　　） A. 子弹A的质量是子弹B的质量的2倍 B. 子弹A的初动量是子弹B的初动量大小的2倍 C. 若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则木块不会始终保持静止 D. 若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则子弹A射入木块的深度仍是子弹B的2倍 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据系统动量守恒，有 对子弹A，根据动能定理，有 对子弹B，根据动能定理，有 依题意，有 联立，可得 故A错误； B．根据A项分析易知子弹A的初动量和子弹B的初动量大小为 联立，可得 故B错误； C．若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则根据A项分析，两子弹的初动量仍为相等的关系，故系统动量仍守恒，木块会始终保持静止，故C错误； D．依题意，对子弹A，根据动能定理，有 对子弹B，根据动能定理，有 联立，可得 故D正确。 故选D。 8. 弹簧振子做机械振动，若从平衡位置O开始计时，经过0.3 s时，振子第一次经过P点，又经过了0.2 s，振子第二次经过P点，则到该振子第三次经过P点可能还需要多长时间（　　） A. s B. 1.0 s C. 0.4 s D. 1.4 s 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】假设振子从平衡位置开始向右运动，当P点在右侧时，由题意可知 该振子第三次经过P点还需要时间为 当P点在左侧时，由题意可知 可得 该振子第三次经过P点还需要的时间为 AD正确。 故选AD。 9. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（　　） A. 在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都处于伸长状态 B. 从t3到t4时刻弹簧由伸长状态恢复到原长 C. 两物体的质量之比为 D. 在t2时刻A与B的动能之比为 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB．根据图乙可知，在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，初始时刻A速度大于B，故可知，t1时刻处于压缩状态，图像面积代表位移，t3时刻弹簧处于伸长状态，在t4时刻回到初始状态，所以从t3到t4时刻弹簧由伸长状态恢复到原长，故A错误B正确； C． 系统动量守恒 共速为1m/s，解得： 故C错误； D．在t2时刻A与B的动能之比为 故D正确。 故选BD。 10. 一列简谐横波沿轴传播，在时波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为 B. 该波沿轴负方向传播 C. 质点P的平衡位置位于处 D. 从开始，质点P比质点N早回到平衡位置 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．设该波的波长为λ，根据三角函数知识可知，N、Q两质点平衡位置间的距离为 解得 由题图乙可知该波的周期为 所以该波波速为 故A正确； B．由题图乙可知，t=0.125s时刻，质点P沿y轴负方向运动，此时P应位于波传播方向波形的上坡，所以该波沿x轴负方向传播，故B正确； C．由题图乙可知，在t=0.125s之后，质点P第一次位于波峰的时刻为t=0.25s，易知此波峰为t=0.125s时刻质点Q所在处的波峰传播来的，所以有 解得 故C错误； D．根据以上分析可知，N、P两质点间距为 波向左传播，所以质点P比质点N早回到平衡位置，时间间隔为 故D正确。 故选ABD。 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学先测得摆线长为89.2cm，摆球的直径如图甲所示，然后用秒表记录了单摆做30次全振动的时间。 （1）该摆球的直径为_________mm。 （2）如果该同学测得的g值偏大，可能的原因是（　　） A. 计算摆长时是将摆线长度加上摆球的直径 B. 开始计时时，秒表过早按下 C. 摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了 D. 实验中误将29次全振动数为30次 （3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l，测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数值，再以l为横坐标，为纵坐标，将所得数据连成直线如图乙所示，则测得的重力加速度g=______m/s2（取π=3.14，结果保留三位有效数字）。 【答案】（1）20.50 （2）AD （3）9.86 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，则摆球的直径为 【小问2详解】 A．计算摆长时将摆线长度加上摆球的直径，即摆长偏大，根据单摆的周期公式 可知，重力加速度的测量值偏大，故A正确； B．开始计时，秒表过早按下，则周期偏大，重力加速度的测量值偏小，故B错误； C．摆线上端牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了，则摆长的测量值偏小，则重力加速度的测量值偏小，故C错误； D．实验中误将29次全振动数为30次，则周期偏小，重力加速度的测量值偏大，故D正确。 故选AD。 小问3详解】 根据单摆的周期公式 可得 结合图像可得 所以 12. (1)甲同学用如图(a)所示的装置来验证动量守恒定律。 ①实验中质量为m1的入射小球和质量为m2的被碰小球的质量关系是m1______m2（选填“大于” “等于”或“小于”）； ②图(a)中O点是小球抛出点在地面上的投影。实验时，先将入射小球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量水平射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复本操作。接下来要完成的必要步骤是______；（填选项前的字母） A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放的高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别通过画最小的圆找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量水平射程OM、ON ③若两球相碰前、后的动量守恒，其表达式可表示为______（用②中测量的量表示）。 (2)乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置改成如图(b)所示。将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中小球1、小球2与木条的撞击点。实验时先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射小球1从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′；然后将木条平移到图中所示位置，入射小球1从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P；再将入射小球1从斜轨上起始位置由静止释放，与小球2相撞，撞击点为M和N，测得B′与N、P、M各点的高度差分别为h1、h2、h3。只要满足关系式______，则说明碰撞中动量是守恒的；只要再满足关系式______，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞（用所测物理量的字母表示）。 【答案】 ①. 大于 ②. ADE ③. ④. ⑤. 【解析】 【详解】(1)[1]为防止碰撞后入射球反弹，实验中入射小球的质量m1应大于被碰小球的质量m2。 [2]设碰撞前入射小球的速度为v1，碰撞后入射小球的速度为v2，被碰小球的速度为v3，如果碰撞过程系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得 小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得 即 实验需要测量两球的质量、两球落点的水平位移，ADE均正确。 [3]由以上可知，实验需要验证的表达式为 (2)[4]小球做平抛运动，在竖直方向上 平抛运动时间 设轨道末端到木条的水平位置为x，小球做平抛运动的初速度 如果碰撞过程动量守恒，则 将v1、v1′、v2′代入，可得 若为弹性碰撞，则满足动能守恒，即 代入速度表达式，化简可得 三、解答题（写出必要的解答过程。共38分） 13. 一列简谐横波沿轴传播，如图所示的实线和虚线分别为和时的波形图。 （1）写出这列波可能的传播速度表达式； （2）若已知波速为，试判断这列波的传播方向； （3）若平衡位置在处的质点，在0到时间内速度方向不变，求这列波的传播速度。 【答案】（1）见解析 （2）沿轴负方向传播 （3），方向沿轴负方向 【解析】 【小问1详解】 由图像可知，波长，当波沿轴正方向传播时，时间内传播的距离 （） 则 （） 当波沿轴负方向传播时，时间内传播的距离 （） 则 （） 【小问2详解】 由，可得时间内波传播的距离 因为 所以波沿轴负方向传播。 【小问3详解】 依题意可知 得 所以 方向沿轴负方向。 14. 将一个力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力．图甲中O点为单摆的固定悬点．现将一个质量为m=0.05kg的小摆球（可视为质点）拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球后，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，∠AOB=∠COB=θ，θ小于5°且是未知量．由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，且图中t=O时刻为摆球从A点开始运动的时刻．重力加速度g=10 m/s2试根据力学规律和题中所给的信息求： （1）单摆的振动周期和摆长： （2）摆球运动过程中的最大速度： （3）细线对摆球拉力的最小值． 【答案】（1）；0.4m（2）0.126m/s（3）0.499N 【解析】 【详解】试题分析：（1）小球运动到最低点时，绳子的拉力最大，在一个周期内两次经过最低点，根据该规律，求出单摆的周期．再根据单摆的周期公式求出摆长．（2）根据最低点时绳子的拉力最大，结合牛顿第二定律求出摆球的最大速度．（3）小球在最高点时绳子的拉力最小，求出最高点拉力的表达式． （1）小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律，知 根据，可知 （2）小球在最低点时速度最大，在最低点有： 代入数据解得：v=0.126m/s （3）小球在最高点时绳子的拉力最小，在最高点有： 【点睛】解决本题的关键掌握单摆的运动规律，知道单摆的周期公式，以及会灵活运用动能定理、牛顿定律解题． 15. 如图所示，在光滑的水平面上有三个小物块A、B、C，三者处于同一直线上，质量分别为mA=3m、mB=m、mC=m，初始A、B用轻弹簧拴连处于静止状态，C以初速度v0向左运动，B、C相碰时间极短，之后以相同速度向左运动但不粘连，求： （1）B、C相碰后的速度大小； （2）弹簧压缩量最大时储存的弹性势能Ep1； （3）弹簧伸长量最大时储存的弹性势能Ep2。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 B、C碰撞动量守恒 解得 【小问2详解】 第一次ABC共速时弹簧压缩量最大，A、B、C组成系统为研究对象，则 解得 【小问3详解】 B与C碰后至弹簧第一次恢复原长为研究过程，A、B、C组成系统为研究对象，由系统动量守恒 由系统机械能守恒 可得 ， 即弹簧第一次恢复原长时B、C正在向右运动，此后C将一直向右匀速运动，B先向右减速到0，再向左加速至与A共速时弹簧的伸长量最大，该过程A、B组成的系统动量守恒、机械能守恒，所以有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$